3.2. Намагничивающая сила и ток обмотки возбуждения при номинальной нагрузке

Н. с. возбуждения для номинальной нагрузки синхронной неявнополюсной машины определяется с помощью диаграм­мы Потье. Для ее построения необходима характеристика хо­лостого хода в о. е. E₀^* = f(F_f^*), где Eo* =Eo/U₀, F_f* = F_f /F_f0. Здесь F_f0 - н. с. возбуждения, соответствующая Eo =Uн при холостом ходе. Кроме того, необходимо иметь индуктивное сопротивление Потье x_p*, рассчитанное ранее по (1.33), и н. с. обмотки статора, приведенную к обмотке возбуждения, в о. е.:

(3.15)

где k_a и F_a определяются соответственно по формулам (2.10) и (1.30).

Порядок построения диаграммы Потье ясен из рис. 3.2. Вначале под углом из начала координат проводится в произвольном масштабе вектор I_н^* (угол определяется по cos ). Из конца вектора напряжения U_н^* проводится вектор jI_н^*x_p* перпендикулярно вектору номинального тока и в масштабе напряжения. Замыкающий вектор E^* сносится по дуге на ось ординат, а затем по характеристике холостого хода находится соответствующий ток возбуждения i^*_fE. К концу этого вектора нужно прибавить вектор н.с. реакции статора k_aF_a^* , проведенный под углом + . Замыкающим будет искомый вектор н. с. обмотки возбуждения на по­люс при номинальной нагрузке в о. е. i^*_fн . Так как н.с. возбуждения приведена к одному масштабу с током возбуждения, то

(3.16)

Действительная н. с. возбуждения, А

(3.17)

Номинальный ток возбуждения, А

(3.18)

3.3. Построение регулировочной характеристики.

Рис. 3.3. Регулировочная характеристика

Регулировочная характеристика i_f^* = f (I^*) при U* = 1 или U = U_н и cos = cos _н строится по диаграмме Потье. Следует помнить, что в относительных единицах i_f^* = F_f^*. Две точки регулировочной характеристики (F_f0^* , 0) и (F_fн^* , 1) известны. Для получения промежуточных точек необходимо задаться рядом промежуточных значений тока I* и для каждого из них найти F_f^*. Порядок построения ясен из рис.3.2. Примерный вид регулировочной характеристики турбогенератора при активно-индуктивной нагрузке показан на рис.3.3.

На этом этапе уточняются параметры обмотки возбуждения и выбирается тип возбудителя.

Активное сопротивление обмотки возбуждения (ротора), Ом

(3.19)

число катушек на полюс

(3.20)

u_п2, l_fср и S₂ по (2.15, 2.8 и табл.2.3,2.4).

Уточненное значение номинального напряжения возбуждения, В

(3.21)

добавка 2..3 В учитывает падение напряжения в скользящем контакте на контактных кольцах.

Номинальная мощность возбудителя, кВт

(3.22)

По таблице 3.2 выбирается подходящий возбудитель.

Тип возбудителя	Номинальная мощность, кВт	Номинальное напряжение, В	Номинальный ток, А	Максимальное напряжение, В	Номинальный КПД,%
ВТ-50-3000	50	150	333	220	88
ВТ-75-3000	75	230	325	300	82
ВТ-120-3000	120	230	520	350	90
ВТ-170-3000	170	230	740	450	90
ВТ-300-3000	300	400	750	650	91,5
ВТ-450-3000	470	280	1680	480	91,5
ВТ-99/47-7	970	500	1940	840	93,4
ВГТ-450-500	320	380	850	750	83,8
ВГТ-1200-420	326	170	1920	340	83,8
ВГТ-2500-500	1250	580	2150	1000	88,8
ВГТ-2700-500	1420	500	2840	900	89,1
ВГТ-5000-500	1600	540	2970	980	91,1
ВГТ-4500-500	2180	700	3100	1300	90,7
БДВ-2100-3000	2100	400	3100	740	90,8
БДВ-4000-3000УЗ	4000	530	7640	1060	86,8

Таблица 3.2 Основные данные возбудителей серии ВТ (генераторы постоянного тока) и серии ВГТ (индукторный генератор с выпрямительным устройством)